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        探討隧道洞口坡面滑坡治理措施

        前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了探討隧道洞口坡面滑坡治理措施范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請閱讀。

        探討隧道洞口坡面滑坡治理措施

        摘要:隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,現(xiàn)有鐵路客貨運(yùn)能力趨于飽和,為滿足客貨運(yùn)發(fā)展需求,需增建陽安二線,滿足陜南地區(qū)客貨運(yùn)要求。本文針對新茶鎮(zhèn)隧道進(jìn)口因地質(zhì)因素及人為切坡的影響,對造成隧道進(jìn)口坡面滑坡的原因進(jìn)行了分析,為確保鐵路運(yùn)營安全,對隧道進(jìn)口坡面采取整治措施

        關(guān)鍵詞:隧道洞口坡面滑坡;安全

        陽(陽平關(guān))安(安康)鐵路是陜南重要鐵路干線,西起寶成線,東至安康樞紐,連通西康、襄渝鐵路。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,既有鐵路客貨運(yùn)能力已達(dá)到飽和,不能滿足客貨運(yùn)發(fā)展需求,成為制約區(qū)域及沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸所在,需增建二線滿足輸運(yùn)能力。增建陽安鐵路地處秦嶺山脈以南,線路多以隧道為主,新茶鎮(zhèn)隧道為其中一條隧道。新茶鎮(zhèn)隧道位于西鄉(xiāng)縣附近大巴山地區(qū),平均海拔400~800m,洞身地表起伏大。

        1工程地質(zhì)和水文地質(zhì)特征

        1.1工程地質(zhì)構(gòu)造及特征

        新茶鎮(zhèn)隧道進(jìn)口坡面位于巴山弧形構(gòu)造帶與秦嶺復(fù)合造山帶銜接部位。區(qū)內(nèi)北部跨及南秦嶺活動(dòng)帶,恰處秦嶺峰腰構(gòu)造的南端,由于加里東期構(gòu)造隆升,加里東期—海西期伸展—拉張構(gòu)造,印支期褶皺造山及印支—燕山期收縮—推覆逆沖等地質(zhì)構(gòu)造作用的影響,其內(nèi)部組成與構(gòu)造變形十分復(fù)雜。隧道進(jìn)口斜坡陡立,地表自然坡度40~60°,坡面巖體破碎,風(fēng)化層厚8~15m。地表表層覆蓋膨脹土,厚度1~3m。洞口斜坡上部巖體松動(dòng),存在垮塌、變形失穩(wěn)隱患。隧道進(jìn)口北側(cè)約20m為巖堆,巖堆長50m,寬25m,厚3~6m。巖堆物質(zhì)主要為角礫土,坡面植被不發(fā)育,坡面巖堆已發(fā)生溜坍,形成圈椅狀,溜坍前緣已被清理辟為耕地。坡面附近發(fā)育有區(qū)域斷裂F6及其支斷裂F6-1,破碎帶寬度及破碎帶物質(zhì)變化較大,斷帶內(nèi)物質(zhì)主要為碎裂巖,局部為斷層泥礫,不均勻含水。晉寧期輝長巖受構(gòu)造影響,巖體局部發(fā)生淺變質(zhì)蝕變,節(jié)理發(fā)育,巖體破碎-極破碎。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及新茶鎮(zhèn)隧道進(jìn)口坡面既有鉆探揭示,地層主要為第四系全新統(tǒng)膨脹土、粗圓礫土、輝長巖和崩積細(xì)角礫土、粗角礫土。粗角礫土(Q4col6):灰黃色,位于進(jìn)口左側(cè)巖堆,一般厚度約1~2m,角礫成分以全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化輝長巖為主,含少量黏性土,土質(zhì)不均,潮濕,稍密,Ⅲ級硬土。細(xì)角礫土(Q4sl6):灰黃色,位于進(jìn)口右側(cè)溜坍體,一般厚度約5~6m,角礫成分以全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化輝長巖為主,含黏性土,土質(zhì)不均,潮濕,稍密,Ⅱ級普通土。膨脹土(Q4pl9):灰褐色,厚1~4m。成份主要為粉質(zhì)黏土,土質(zhì)較均。硬塑為主,Ⅱ級普通土,σo=120kPa。粗圓礫土(Q4pl6):雜色,礫石成份以輝長巖為主,圓棱狀-渾圓狀,粒徑組成:Φ=2~20mm約占10%,Φ=2~20mm約占50%,Φ>60mm約占25%,余為雜砂及黏土充填,潮濕-飽和,稍密,Ⅲ級硬土,σ0=400kPa。輝長巖(υ2):青灰、淺灰色,受構(gòu)造影響嚴(yán)重,巖體破碎-極破碎,呈碎石、角礫結(jié)構(gòu),全-強(qiáng)風(fēng)化,Ⅳ級軟石,σo=500kPa。

        1.2水文地質(zhì)特征

        地表水主要為洞身沖溝季節(jié)性流水,水量較少,主要受大氣降水補(bǔ)給。隧道地下水主要為基巖裂隙水及構(gòu)造裂隙水,受大氣降雨及地表水補(bǔ)給。基巖裂隙水主要賦存于節(jié)理、裂隙中。構(gòu)造裂隙水主要為區(qū)域斷層F6破碎帶內(nèi),且地表沖溝發(fā)育,常年流水。

        2滑坡情況

        2.1原設(shè)計(jì)情況

        隧道洞口邊坡臨時(shí)防護(hù)采用網(wǎng)噴混凝土防護(hù),Φ8鋼筋網(wǎng),間距25cm*25cm,Φ22砂漿錨桿長3.0m,間距1.5m*1.5m,梅花形布置,C25噴射混凝土厚度10cm。永久防護(hù)采用M10漿砌片石防護(hù)。為防止落石影響,洞頂鋪面鋪設(shè)SNS主動(dòng)網(wǎng)防護(hù)。洞門采用柱式洞門。為確保進(jìn)洞安全,在進(jìn)洞施工前,在拱部開挖輪廓線外設(shè)一環(huán)Φ89長管棚,環(huán)向間距50cm,長度30m,鋼管內(nèi)設(shè)鋼筋籠并采用砂漿填充;管棚間設(shè)Φ42超前小導(dǎo)管預(yù)注水泥漿加固地層,小導(dǎo)管環(huán)向間距50cm,長度3.5m。

        2.2第一次滑坡情況

        隧道進(jìn)口的便道修筑及邊坡坡面清理期間邊坡發(fā)生變形并出現(xiàn)溜坍現(xiàn)象、坡頂?shù)孛嬗虚_裂,進(jìn)洞20m后,隧道洞口仰坡出現(xiàn)縱向不連續(xù)裂紋,邊墻存在擠壓、鼓包現(xiàn)象(如圖1)。為確保現(xiàn)場施工及后期鐵路運(yùn)營安全,對新茶鎮(zhèn)隧道進(jìn)口洞口增設(shè)臨時(shí)、永久防護(hù)措施:臨時(shí)防護(hù):從洞口向洞內(nèi)在中導(dǎo)鋼架拱腳向上1m位置處橫向加固6道Ф140無縫鋼管,作為洞口處初支橫向支撐,間距0.6m,橫向采用Ф22鋼筋連接。在下導(dǎo)拱腳向上60cm處、向上3m位置、采用潛孔鉆鉆孔,設(shè)Ф89無縫鋼管注漿加固地層。縱向采用I16工字鋼兩道和Ф89鋼管焊接良好,并噴C25混凝土。永久防護(hù):洞口兩側(cè)各設(shè)置4根抗滑樁,樁長24m,樁間距6.0m;樁頂以上20m范圍的邊坡設(shè)置錨索框架梁護(hù)坡防護(hù);樁頂20m以上至山體裂縫范圍設(shè)置十字頭錨索進(jìn)行加固處理;對位于隧道仰坡沿裂縫中線灌注水泥砂漿,裂縫表層采用0.5m寬的5%水泥改良土填覆蓋,裂縫處理長度為裂縫范圍縱向各延長5m;進(jìn)口結(jié)合地形設(shè)置了明洞11m;隧道洞門頂部仰坡以外設(shè)置一道被動(dòng)防護(hù)網(wǎng),被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)采用高度H=5m的RXI-100型攔石網(wǎng),長40m,整治完成后如圖2。

        2.3第二次滑坡情況

        隧道進(jìn)口施工期間,因現(xiàn)場施工需求,對隧道洞口右側(cè)坡面進(jìn)行切坡,形成臨空地形,切坡坡面采用噴射素混凝土防護(hù),隧道施工完成后未對原地形恢復(fù)。長期因雨水下滲后,坡面溜塌較為嚴(yán)重,溜塌量約10000m³,滑向270°。溜坍體位于新茶鎮(zhèn)隧道進(jìn)口右側(cè)約25~97m處,溜坍體前緣南北長約72m,東西寬約85m,沿施工便道展布溜坍體厚度約5~6m,溜坍體物質(zhì)為細(xì)角礫土。邊坡上方后緣出現(xiàn)較大的錯(cuò)臺(tái),錯(cuò)臺(tái)高度2m;出現(xiàn)3條裂縫,裂縫寬度3~10cm,斷續(xù)出現(xiàn)。邊緣距離既有坡面格梁較近,隨著降雨下滲影響,有進(jìn)一步滑塌的可能性較大,延伸擴(kuò)大后對新茶鎮(zhèn)隧道進(jìn)口仰坡右側(cè)防護(hù)工程造成一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。隧道洞口右側(cè)坡面滑塌如圖3。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查,新茶鎮(zhèn)隧道進(jìn)口右側(cè)坡面穩(wěn)定性差,目前處于不穩(wěn)定狀態(tài),在降雨不斷影響下,地表水會(huì)持續(xù)下滲,坡面抗剪強(qiáng)度會(huì)降低,邊坡的失穩(wěn)坍塌范圍易擴(kuò)大。為確保既有仰坡防護(hù)安全,及鐵路運(yùn)營安全,于隧道進(jìn)口右側(cè)下側(cè)設(shè)置23根圓型抗滑樁,樁直徑1.5m,樁間距3.0m,樁長16m,懸臂端長8m,樁樁頂設(shè)冠梁0.8(高)×1.75(寬)m,樁間設(shè)面板厚0.25m。右側(cè)上側(cè)設(shè)置10根方型抗滑樁,抗滑樁尺寸1.5*2.0m,樁中心間距6.0m,樁長20m,懸臂端長10m。下部樁頂以上邊坡采用錨索框架梁防護(hù),框架梁采用C35混凝土現(xiàn)場立模施工,框架梁間距3.0m,截面尺寸采用0.4m×0.4m,底設(shè)置0.1m厚C25混凝土墊層,框架梁嵌入坡面0.2m,外露0.2m,沿縱向每隔15.00m設(shè)一道伸縮縫,縫寬0.02m,縫內(nèi)用瀝青麻筋全斷面填塞。框架內(nèi)鋪設(shè)空心磚防護(hù),培種植土厚度0.2m。框架梁頂及底部設(shè)置護(hù)腳及封頂,寬度及斜長均為1.0m,厚度均為0.5m,采用M7.5水泥砂漿砌片石砌筑。錨索采用4根Φ15.2mm高強(qiáng)度、低松馳鋼絞線制作,錨具采用OVMD-4型,錨孔直徑0.15m,錨索與水平面傾角為20°(向下)。錨索錨固段長5m,自由段長8~10m。錨索框架梁周邊設(shè)置截排水溝,水溝與既有水溝須順接。對左右側(cè)坡面沿裂縫中線灌注水泥砂漿,裂縫表層采用0.5m寬厚0.3m的5%水泥改良土填覆蓋,裂縫處理長度為裂縫范圍縱向各延長5m。為降低施工風(fēng)險(xiǎn),右側(cè)下部圓樁采用鉆孔施工,其余樁井施工采用挖孔,樁在開挖過程中,樁井基坑采用C25鋼筋混凝土護(hù)壁,厚度0.2m,地面以上0.5m范圍設(shè)1m高鎖口。

        3滑坡原因分析

        滑坡體物質(zhì)主要為坡面輝長巖風(fēng)化層,順坡面呈溜坍狀,結(jié)合隧道進(jìn)口勘察結(jié)論,為風(fēng)化層失穩(wěn)滑(溜)坍。其原因有斜坡體內(nèi)在原因及外部因素相互疊加作用而產(chǎn)生。(1)本段邊坡位于區(qū)域大斷裂F6及其分支斷裂F6-1的三角地帶,受構(gòu)造影響非常嚴(yán)重,巖體普遍碎裂化、片理化,風(fēng)化破碎帶深厚,卸荷裂隙發(fā)育,坡面穩(wěn)定性較差。(2)施工切坡導(dǎo)致邊坡臨空面增大,破壞了自然邊坡原有的平衡狀態(tài),受陜南地區(qū)多期次和高強(qiáng)度連續(xù)降雨影響疊加,雨水不斷持續(xù)下滲,土體飽和含水,坡面抗剪強(qiáng)度降低,邊坡孔隙水壓力增大,惡化邊坡穩(wěn)定性,導(dǎo)致風(fēng)化層失穩(wěn)坍塌。

        4結(jié)語

        (1)隧道進(jìn)洞前做好排水措施,防止地表水下滲,土體水分飽和,抗剪力下降,造成坡面溜塌。(2)施工期間盡量不對既有山體坡腳進(jìn)行切坡,必須切坡時(shí),需做好永久防護(hù)處理。(3)山體滑坡為一個(gè)漸進(jìn)過程,施工前對山體做好監(jiān)控量測工作,根據(jù)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析山體穩(wěn)定性。

        參考文獻(xiàn):

        [1]李師關(guān)隧道洞口滑坡發(fā)生機(jī)理與防止措施研究.地下空間工程學(xué)報(bào),2006.

        [2]中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司.改建鐵路陽安線增建第二線設(shè)計(jì)圖,2014.

        作者:徐麗 單位:中鐵十四局集團(tuán)海外工程分公司

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